41、可视化中的艺术与科学：从灵感获取到案例实践

可视化中的艺术与科学：从灵感获取到案例实践

1. 可视化概述

可视化研究与开发涵盖设计、实现和评估用于创建图像的技术，以促进对数据集的理解。设计阶段需确定合适的表示方法和目标愿景；实现阶段则要开发算法以达成预期的视觉表示；评估阶段能量化特定技术的实用性，并深入了解其成功的原因，为未来创建更有效的可视化奠定基础。

可视化设计兼具艺术与科学的特点。目前，实现有效可视化的通用方法尚不明确，但有客观指标可衡量其成功与否。艺术家和设计师的实践与作品能为开发更有效的信息传达图像方法提供灵感和指导。

1.1 从艺术和设计中获取可视化灵感

传统设计是高度综合的活动，需从不同来源提炼思想和概念，并将其整合为满足复杂目标的具体形式。这是一个创造性过程，其结果易于全面评估。在可视化研究中，可借鉴类似方法，从他人作品和现实世界获取灵感，尝试数据到图像映射技术的新组合和变体。同时，建立良好的设计环境有助于概念化设计，还可使用传统材料创建近似模型，避免在无成效的软件开发方向投入过多精力。

在众多领域，如艺术、新闻、平面设计和景观建筑等，都有通过传统物理媒体进行视觉素养和视觉传播的研究历史，这些研究可用于开发新的可视化方法。在计算机图形和可视化中，我们不仅能控制展示内容，还能控制展示方式，可通过选择视角、照明、环境构成和表面材料属性等，以及使用非物理的“人工”或“艺术”增强效果来突出数据特征。

艺术家在创作时会对现实进行适当处理，避免精确呈现每个细节，同时又要满足观众期望并有效传达主题。视觉感知研究也揭示了一些艺术家创作时依赖的直觉，例如人们对阴影颜色不敏感，且能容忍场景中不同物体投影阴影的不一致性。

1.2 从视觉感知研究